PENGARUH VARIASI WAKTU FERMENTASIDAN BERATRAGI TERHADAP ... · Bioetanol dapat dibuat dari zat...
Transcript of PENGARUH VARIASI WAKTU FERMENTASIDAN BERATRAGI TERHADAP ... · Bioetanol dapat dibuat dari zat...
PENGARUH VARIASI WAKTU FERMENTASI DAN BERATRAGITERHADAP KADAR ALKOHOL PADA PEMBUATAN BIOETANOL
LIMBAH PADAT TAPIOKA (ONGGOK)
EFFECT OF TIME AND WEIGHT OF YEAS FERMENTATION ALCOHOLCONTENT OF SOLID WASTE IN PRODUCT BIOETHANOL TAPIOKA
(CASSAVA)
Melyyani Budiarni & Togu Gultom
Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta
email: [email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktufennentasi dan berat ragi terhadap kadar alkohol pada pembuatanbioetanollimbah padat tapioka (onggok).
Subjek penelitian adalah limbah padat tapioka (onggok).Objek penelitian adalah kadar alkohol dari tepung limbah padattapioka (onggok) yang difennentasi dengan variasi penambahanragi 0,6 gram; 0,8 gram dan 1,0 gram dan lama fennentasi 24 jam,48 jam, 72 jam, 96 jam dan 120 jam. Pada penelitian ini, analisiskualitatif glukosa dengan menggunakan uji Molisch, uji Benedictdan uji Barfoed. Uji kuantitatif glukosa yang dihasilkan padaproses fennentasi tepung limbah padat tapioka (onggok)menggunakan spektrofotometer dengan metode Nelson-Somogyj.Sedangkan untuk mengetahui kadar etanol yang dihasilkandengan menggunakan GC ( Chromatograpy Gas). Pengaruhwaktu fennentasi dan berat ragi diuji secara statistik denganmenggunakan ANAVA One Way dan dilanjutkan dengan ujiTukey's HSD untuk mengetahui adanya perbedaan yangsignifikan.
Hasil uji kualitatif menunjukkan bahwa hasil fennentasitepung limbah padat tapioka (onggok) dengan menggunakan ragiroti mengandung etanol. Hasil uji statistik dengan ANAVA OneWay dan uji Tukey's HSD menunjukkan adanya perbedaan kadaretanol hasil fennentasi tepung limbah padat tapioka (onggok)pada variasi penambahan ragi dan waktu fennentasi. Kadar etanoltertinggi dicapai pada penambahan ragi 1 gram dan lamafennentasi 120 jam dengan kadar etanol 0,276%.
Kata kunci : tepung limbah padat tapioka (onggok), ragi,fennentasi, etanol.
1
,t
Abstract
This study aimed to determine the effect of fermentationtime and yeast to heavy levels of alcohol in the manufacture ofbioethanol solid waste tapioca (cassava).
Research subjects in this study is a solid waste tapioca(cassava). Research object in this study is the alcohol content ofthe solid waste tapioca flour (cassava) is fermented by addingyeast variation of 0.6 grams; 0.8 gram and 1.0 gram andfermentation time 24 hours, 48 hours, 72 hours, 96 hours and 120hours. In this research, a qualitative analysis of glucose usingmolisch test, test and test Barfoed Benedict. Quantitative testglucose produced in the fermentation process solid waste tapiocaflour (cassava) using a spectrophotometer by the method ofNelson-Somogyj. While to know the levels of ethanol producedby using GC (Gas Chromatograpy). Effect of fermentation timeand yeast weight were statistically tested using One WayANOVA and followed by Tukey's HSD test to detect significantdifferences.
Qualitative test results showed that the solid waste flourfermented tapioca (cassava) using baker's yeast containingethanol. Results of statistical tests with One Way ANOVA andTukey's HSD test showed differences in levels of ethanolfermented tapioca starch solid waste (cassava) at a time variationof the addition of yeast and fermentation. Achieved the highestethanol content in the addition of 1 gram of yeast andfermentation time of 120 hours with 0.276% ethanolcontent.Keywords: Titanium dioxide, Reflux, Chromium,Tetragonals
Keywords: solid waste tapioca flour (cassava), yeast, fermentation,ethanol.
PENDAHULUAN
Seiring berkembangnya
teknologi dan bertambahnya
penduduk, kebutuhan energi juga
semakin meningkat. Bahan bakar
fosil yang ada saat ini tidak dapat
diharapkan untuk jangka waktu yang
lama. Pada masa sekarang
kecenderungan pemakaian bahan
bakar sangat tinggi sedangkan sumber
bahan bakar minyak bumi semakin
menipis. Oleh karena itu, perlu
adanya bahan altematif yang dapat
digunakan sebagai pengganti minyak
2
burnie Diantara energi altematif yang
bam-barn ini dikembangkan
bioetanol. Bioetanol dapat dibuat dari .
biomassa berbasis pati atau berbasis
lignoselulosa [1]. Bioetanol mudah
terbakar dan memiliki kalor bakar
netto yang besar, yaitu kira-kira 2/3
dari kalor bakar netto bensin. Pada T
25° C dan P 1 bar, kalor bakar netto
etanol adalah 21,03 MJ/liter
sedangkan bensin 30 MJ/liter. Etanol
murni juga dapat larot sempurna
dalam bensin dalam segala
perbandingan dan merupakan
komponen campuran beroktan tinggi
(angka oktan riset 109 dan angka
olqan.1ll9tQr 98)~
Bioetanol dapat dibuat dari zat
pati/amilum (C6HIOHS)n yang
dihidrolisis menjadi glukosa
kemudian difermentasi dengan
mikroorganisme Saccharomyces
cerevisiae pada temperature 27-30° C
(sOOu kamar). Hasil fermentasi ini
mengandung. etanol ± 18%.
Selanjutnya didestilasi pada 78° C
(titik didih minimum alkohol),
sehingga akan dihasilkan etanol kadar
± 95,6%. Untuk memperoleh etanol
absolute maka etanol 95,6% ini
ditambah eao untuk mengikat air .
[2].
Pembuatan bioetanol dari
limbah padat tapioka (onggok)
melalui dua tahap yaitu proses
hidrolisa asam yang kemudian
dilanjutkan dengan proses fermentasi.
[3]
Pada penelitian ini akan
menggunakan uji molisch, uji
benedict, dan uji barfoed [4] untuk
analisis kualitatif. Sedangkan untuk
uji 1Qlan~itatif dengan. m~l1ggUllakan
metode nelson somogyj [5].
Tujuan penelitian ini adalah
untuk mengetahui pengaruh waktu
fermentasi dan berat ragi terhadap
kadar alkohol pada pembuatan
bioetanol limbah padat tapioka
(onggok).
METODE
Alat
Al~l Yallg digunakan antara,
lain spektrofotometri sinar tampak
m@rk genesis 20, seperangkat alat
kromatografi gas merk Shimadzu
2010 di LPPT DOM.
3
Bahan
Bahan yang digunakan yakni
tepung limbah padat tapioka
(onggok), bakteri Saccharomyces
cereviseae, H2S04, glukosa anhidrat,
reagen arsenomolibdat, urea, nelson
A dan nelson B.
BASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis kualitatif pada
penelitian ini yaitu dengan analisis
kualitatif karbohidrat menggunakan
uji Molisch, uji Benedict dan uji
Barfoed. Hasil pengamatan analisis
kualitatif tepung limbah padat tapioka
(onggok) dapat dilihat dalam tabel di
bawah ini:
Uji Pengamatan
Terbentuk cincin unguMolisch pada permukaan atas
dinding tabung
BenedictTerbentuk endapanmerah bata
BarfoedTerbentuk endapanmerah bata
Sedangkan untuk analisi
kuantitatif dengan menggunakan
metode neslon somogyj. Proses
hidrolisis dilakukan pada konsentrasi
asam H2S04 0,3 M. Proses hidrolisis
asam dilakukan untuk mengubah pati
menjadi glukosa.[6]
Proses fennentasi dilakukan
tiap variabel waktu fennentasi yaitu
24; 48; 72; 96; 120 jam. Setelah
proses fermentasi selesai akan terjadi
kenaikan volume dalam fermentor
karena akan terbentuk 3 lapisan yaitu
protein pada lapisan bawah lalu
etanol dan air pada 2 lapisan teratas
[7]. Untuk mengetahui kadar etanol
yang dihasilkan dapat dihitung
dengan menggunakan rumus :
vlxal .---xkonsentrasl standarv2xa2
Dimana:
v1 =volume sampel
v2 =volume standar
a1 =area sampel
a2 = area standar
Hasil fennentasi lebih lengkap
telah ditabelkan seperti di bawah ini:
Waktu Kadar Kadar
fermentasi glukosa sisa etanol
(Jam) (% b/v) (%)
24 0.0173 0.116
48 0.0143 0126
72 0.0092 0.139
96 0.0088 0.146
120 0.0040 0.276
Untuk mengetahui kadar
kemurnian dari lapisan etanol ini
maka dilakukan uji kadar etanol pada
tiap variabel waktu fermentasi dengan
menggunakan GC (Gas
4
Chromatography). Berdasarkan hasil
analisis GC tersebut didapat bahwa
semkin lama variabel waktu
fermentasi, kadar etanol (%) yang
terkandung juga semakin besar. Hal
Ini dapat terllihat pada gambar di
bawah ini:
0.3
0.2
0.1
o~=.....-=:.,-:=,---=:.,-:=-(
24 48 72 96 120
Gambar 1. Pengaruh Waktu
Fermentasi Terhadap Etanol yang
Dihasilkan
Etanol yang di dapat dari hasil
uji GC memiliki kadar etanol yang
semakin besar dengan bertambahnya
waktu fermentasi. Hal ini juga
berhubungan dengan jumlah
pengurangan glukosa pada tiap waktu
fermentasi. Dari hasil penelitian di
dapat bahwa semakin lama waktu
fermentasi, jumlah pengurangan
glukosa juga semakin besar. Hal ini
dikarenakan pada proses fermentasi
teIjadi pengurangan glukosa sebagai
substrat. Glukosa digunakan sebagai
makanan untuk mikroba dan
pembentukan etanol sebagai produk
fermentasi. Semakin besar jumlah
pengurangan glukosa maka etanol
yang terbentuk pun semakin banyak,
sehingga kadar (%) dari etanol pun
semakin besar. Untuk pengurangan
glukosa untuk tiap variabel waktu
fermentasi dapat dilihat pada gambar
2 di bawah ini :
0.02~ 0.015 ........~ 0.01 ~III
0.005 - "'"III ,.0~ 0:s1io
50 100 150... 0III"DIII
waktu fermentasi (jam)~
Gambar 2. Kurva Pengaruh Waktu
Fermentasi Terhadap Pengurangan
Kadar Glukosa.
Berdasarkan kadar % dari
etanol dan pengurangan kadar
glukosa pada gambar 1 dan gambar 2
di atas dapat dijelaskan bahwa pada
saat 96 jam mikroba (Saccharomyces
cereviseae) memiliki aktivitas paling
besar atau berada pada logarithmic
phase. Logarithmic phase merupakan
fase untuk pembentukan produk
etanol yang besar.[8] Kemudian
setelah 96 jam mikroba akan
mengalami stationary phase [9],
dimana mikroba yang tumbuh sarna
dengan mikroba yang mati sehingga
5
tidak ada penambahan jumlah
mikroba yang akan mengubah
substrat menjadi etanol sehingga
etanol yang terbentuk cenderung
konstan.
KESIMPULAN
Waktu fermentasi optimum
dicapai pada saat 96 jam dengan
kadar etanol 0,276%.
UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti mengucapkan terima
kasih kepada Togu Gultom, M.Pd,
M.Si, selaku pembimbing penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
1. Gusmawari, Sri Rahayu., Budi,M.Sri Prasetyo., Sediawan,Wahyudi Budi., Hidayat,Muslikin. (2010). PengaruhPerbandingan Berat Padatan DanWaktu Reaksi Terhadap GulaPereduksi Terbentuk PadaHidrolisis BonggoI Pisang.Jurnal Teknik Kimia Indonesia.9(3): 77-82
2. Fessenden, Ralp J and Joan SFessenden, Alih bahasaPudjaatmaka AH. 1999. KimiaOrganik, Jilid 1, Edisi ketiga.Erlangga: Jakarta.
3. Wachid, Mochammad. (2011).Potensi Bioethanol Dari LimbahKulit Ari Kedelai LimbahProduksi Tempe. Gamma. 6(2):113-122.
4. Hasanah, Hafidatul.,Jannah,Akyunul., Fasya, A.Ghanaim. (2012). PengaruhLama Fermentasi TerhadapKadar Alkohol Tape Singkong(Manihot Utilissima PoW).Alchemy. 2(1): 68-79.
5. Sudarmadji. S., Haryono. B., danSuhardi. 1989. "MikrobiologiPangan". PAU Pangan dan GiziUniversitas Gaja Mada:Yogyakarta.
6. Idral, Daniel De., Salim,Marniati., Mardiah, Elida.(2012). Pembuatan BioetanolDari Ampas Sagu Dengan ProsesHidrolisis Asam DanMenggunakan SaccharomycesCerevisiae. Jurnal Kimia Unand.1(1): 34-39.
7. Sapariantin, Etrin., Purwoko,Tjahjadi., Setyaningsih, Ratna.(2006). Fermentasi Etanol SariBooh Semu Jambu Mete(Anacardium occidentale L.) olehZymomonas mobilis denganPenambahan Urea. Bioteknologi.3(2): 50-55.
8. Rizani KZ. (2000). "PengaruhKonsentrasi Gula Reduksi danInokulum (Saccharomycescerevisiae) pada ProsesFermentasi Sari Kulit Nanas(Ananas comosus L. Merr)untuk Produksi Etanof'. Skripsi,Jurusan Biologi. FakultasMatematika dan IlmuPengetahuan Alam: UniverstasBrawijaya Malang.
6
9. Wheals, A.E., Basso, L., Alves, D.M., Amorim, H. V. (1999). FuelEthanol After 25 Year. TrendsBioteknologi. 17(12): 482-487.
NIP. 19670306 199203 1 001
Artikel ini telah direvie1' oleh Pengujia pada tanggal.~?...~~.bet ~\~
Togu Gultom, M.Pd, M.Si
NIP.19500508 197803 1 001
Artikel ini telah disetujui untukditerbitkan oleh Pembimbing padatanggal.}.?...~~ Jo\'b
7